Durée
20h Th, 10h Pr
Nombre de crédits
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue anglaise
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Les matériaux fonctionnels (ou "intelligents") sont des matériaux qui, en raison de leurs propriétés spécifiques (diélectriques, piézoélectriques, ferroélectriques, ferromagnétiques, magnéto-électriques, électro-optiques, ...) jouent un rôle actif au sein des dispositifs tels que mémoires, senseurs, actuateurs, transducteurs et sont à la base de nombreuses applications technologiques. Le cours vise, d'une part, à expliquer les mécanismes microscopiques à l'origine de diverses propriétés fonctionnelles et, d'autre part, à donner certains outils théoriques pour les étudier et les modéliser. Le cours se focalisera plus particulièrement sur la famille des oxydes ABO3 de structure pérovskite qui jouent un rôle clé dans de nombreuses applications et qui, par leur diversité, permettent d'aborder de nombreuses propriétés. Le Chapitre 1 du cours aura pour objet de décrire la structure atomique de ces composés et visera à identifier les instabilités structurales qu'ils peuvent développer et les différents types de transitions de phases que ces instabilités peuvent engendrer. Le Chapitre 2 décrira comment modéliser ces transitions de phases structurales dans le cadre général des théories de Landau. Le Chapitre 3 discutera les effets de taille finie au sein de nanostructures de ces composés. Le Chapitre 4 proposera une description plus microscopique de ces composés et visera à mettre en relation les transitions de phases structurales et les propriétés électroniques. Le Chapitre 5 ouvrira des perspectives en considérant quelques sujets d'actualité. Le cours théorique sera complété par des travaux dirigés visant à prédire, dans le contexte de la théorie de Landau des transitions de phases, l'évolution des propriétés de certains oxydes particuliers en fonction de contraintes mécaniques et électriques qui leur sont appliquées.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
L'objectif principal de ce cours est de fournir aux étudiants une compréhension microscopique des phénomènes de couplage dans les matériaux fonctionnels.
Il permet aux étudiants de se familiariser avec les théories de Landau, à travers leur utilisation dans des applications concrètes.
Il fournit certains éléments essentiels pour comprendre la physique des matériaux de structure pérovskite.
Il offre des complémentarités importantes avec le cours PHYS0981 - Quantum modelling of materials properties.
Il peut, dans certains cas, constituer une base indispensable pour le mémoire de fin d'études.
Savoirs et compétences prérequis
Physique des matériaux (cours PHYS0936)
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Le cours oral se composera de 10 modules de 2 heures et sera complété par 5 séances de tutorat au cours desquels l'étudiant sera amené à réaliser un travail personnel.
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Code vert : cours et tutorat sur site en présentiel.
Supports de cours, lectures obligatoires ou recommandées
Des notes de cours seront distribuées aux étudiants.
Modalités d'évaluation et critères
Examen(s) en session
Toutes sessions confondues
- En présentiel
évaluation orale
Travail à rendre - rapport
Explications complémentaires:
L'évaluation combinera (i) un travail personnel à remettre en fin de quadrimestre et (ii) un examen oral avec une préparation écrite.
Stage(s)
Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours
Contacts
Pr. Philippe GHOSEZ
Institut de Physique B5a (3/11)
Tél.: 04/366.36.11
E-mail : Philippe.Ghosez@uliege.be
Dr. Eric BOUSQUET
Institut de Physique B5a (3/03)
Tél.: 04/366.25.85
E-mail : Eric.Bousquet@uliege.be